Bir Konsol İstinat Duvarının Sismik Davranışına Yeraltı Su Seviyesindeki Değişimlerin Etkisinin İncelenmesi

Investigation of The Effect of Changes In Ground Water Level On The Seismic Behaviour of A Cantilever Retaining Wall

Özet

Bu çalışmada bir istinat duvarının, zeminde farklı yeraltı su seviyeleri olması durumundaki dinamik davranışı zaman tanım alanında sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmiştir. Zemin-yapı etkileşimini dikkate alarak gerçeğe daha yakın bir analiz yapabilmek amacıyla radyasyonel sönüm etkileri ve dalga yayılım etkileri dikkate alınmıştır. Bu amaçla duvardan belirli bir uzaklıkta zemin ortamı sonlandırılarak zemin ortamının sonundaki düzlemsel serbest yüzeylere viskoz sanal sınırlar uygulanmıştır. Zemin ile duvar arasındaki davranışı daha doğru modelleyebilmek için özel arayüzey elemanları kullanılmıştır. İstinat duvarına ait analizler MIDAS GTS NX sonlu elemanlar yazılımı ile bu yazılımın kütüphanesinde bulunan San Fernando Pacoima Dam depremine ait kayıt kullanılarak yapılmıştır. Zemin-yapı etkileşiminin çözümünde doğrudan çözüm yöntemi kullanılmıştır. Yapılan analizler neticesinde duvarın dinamik davranışı yerdeğiştirmeler ve gerilmeler cinsinden irdelenmiştir. Elde edilen sonuçlar neticesinde zemin-yapı etkileşiminin istinat duvarının sismik davranışında çok büyük önem arz ettiği, yeraltı su seviyesindeki değişimlerin duvarın hareketini ve duvar üzerinde oluşan gerilmeleri önemli mertebelerde etkilediği görülmüştür.

Abstract

In this study, dynamic behavior of a retaining wall for various ground water levels through soil is investigated in nonlinear time-history analysis using finite element method. In order to do a more realistic analysis taking soil-structure interaction into account, the effects of radiational damping and wave propagation were considered. For this purpose, soil medium has been capped off within a definite distance from the wall and virtual viscous boundaries were applied to the vertical free surfaces at both ends of the medium. Special interface elements were used to better model the behavior between soil and the wall. The analyses of the retaining wall subject to the study were carried out by using the finite element software MIDAS GTS NX and the record of San Fernando Pacoima Dam earthquake which exist in the library of the software. Direct solution method has been used in the analysis of soil-structure interaction. The dynamic behavior of the wall in the sequel of the analyses were probed in terms of stresses and displacements. In consequence of the results obtained, it has been seen that the soil-structure interaction has a great importance in the seismic behavior of the retaining wall and the variations in groundwater level significantly effect the movement of the wall and the stresses emanating on the wall.